JP2008135534A - Manufacturing method of semiconductor substrate comprising bottomed slot - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor substrate comprising bottomed slot Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008135534A JP2008135534A JP2006320031A JP2006320031A JP2008135534A JP 2008135534 A JP2008135534 A JP 2008135534A JP 2006320031 A JP2006320031 A JP 2006320031A JP 2006320031 A JP2006320031 A JP 2006320031A JP 2008135534 A JP2008135534 A JP 2008135534A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mask
- groove
- semiconductor material
- region
- carbon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、有底の溝を有する半導体基板を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor substrate having a bottomed groove.
例えば、トレンチゲート電極を有する半導体装置が広く知られている。このような半導体装置を製造する場合、まず、半導体材料に有底の溝が形成される。次いで、トレンチゲート電極を溝内に形成する。半導体材料に有底の溝を形成するための方法として、以下の特許文献1及び特許文献2の技術が知られている。
図10を参照にして、特許文献1の方法について説明する。表面にマスク120が接している半導体材料110が用意される。このマスク120は、シリコン酸化膜である。マスク120は、開口118を有する。溝130が形成される前は、半導体材料110の上面はフラットである。即ち、図10の破線で示す位置まで半導体材料110が存在している。マスク120の上面に向けて炭素を含まないガスが供給される。これにより、マスク120の開口118に対応する部分に存在する半導体材料110がエッチングされ、溝130が形成される。ドライエッチングする場合、半導体材料110の溝130の側面及び底面に酸化膜132が形成される。酸化膜132が形成された半導体材料110は、エッチングが進行しにくくなる。ただし、溝130の底面にはイオンによるスパッタの効果のために、溝130の底面はエッチングが進行していく。一方において、溝130の側面には底面ほどに高圧のガスが供給されないために、酸化膜132が形成されている溝130の側面はエッチングが進行しにくい。この結果、マスク120の開口118の幅にほぼ一致する幅を有する溝130が形成される。次いで、溝130内にトレンチゲート電極(図示省略)が形成される。このような過程を経て、トレンチゲート電極を有する半導体装置が製造される。
For example, a semiconductor device having a trench gate electrode is widely known. When manufacturing such a semiconductor device, first, a bottomed groove is formed in a semiconductor material. Next, a trench gate electrode is formed in the trench. As a method for forming a bottomed groove in a semiconductor material, the following Patent Documents 1 and 2 are known.
The method of Patent Document 1 will be described with reference to FIG. A
続いて、図11を参照して、特許文献2の方法について説明する。特許文献2の方法では、炭素を含むガスを利用してドライエッチングを行なうことによって、半導体材料210に溝230を形成する。半導体材料210の表面に接しているマスク220は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜によって構成されている。マスク220の上面に向けて炭素を含むガス(C4F8とArの混合ガス)が供給される。これにより、半導体材料210がエッチングされ、溝230が形成される。炭素を含むガスを利用してドライエッチングする場合、溝230の側面及び底面に形成される酸化膜の酸素がガス中の炭素と反応して炭化水素(例えば一酸化炭素)になるために、溝230内に酸化膜がほとんど形成されない。このために、溝230の側面もエッチングが進行する。この結果、マスク220の開口218の幅より広い幅を有する溝230が形成される。
Next, the method of Patent Document 2 will be described with reference to FIG. In the method of Patent Document 2, the
上述したように、炭素を含まないガスを利用してドライエッチングする場合(特許文献1の場合)、マスク120の開口118の幅と溝130の幅の寸法差がほとんどなく、意図した幅を持つ溝130を形成することができる。しかしながら、図10の例では、溝130の上部130aが角張っている。溝130の上部130aが角張っていると、完成された半導体装置に通電した場合に、溝130の上部130aに電界が集中しやすくなることが知られている。このことは、例えば特許文献2の段落「0003」に記載されている。電界が集中しやすい部分が存在すると、半導体装置が破損しやすい。
As described above, when dry etching is performed using a gas not containing carbon (in the case of Patent Document 1), there is almost no dimensional difference between the width of the
一方において、特許文献2には、高次フルオロカーボンガス(例えばC4F8)を利用してドライエッチングを行なうと、溝上部に丸みが形成されると開示されている。しかしながら、炭素を含むガスを利用してドライエッチングする場合、図11に示されるように、溝230の側面の全体がオーバーエッチングされてしまう。マスク220の開口218の幅と溝230の幅の寸法差が大きくなってしまうために、意図した幅を持つ溝230を形成することができない。
On the other hand, Patent Document 2 discloses that when dry etching is performed using a high-order fluorocarbon gas (for example, C 4 F 8 ), roundness is formed in the upper part of the groove. However, when dry etching is performed using a gas containing carbon, as shown in FIG. 11, the entire side surface of the
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、炭素を含まないガスを利用して半導体材料をドライエッチングすることによって、上部に丸みを持つ溝を形成することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to form a groove having a rounded upper portion by dry etching a semiconductor material using a gas not containing carbon.
本発明では、有底の溝を有する半導体基板を製造する。この製造方法は、炭素を含むマスクによって被覆されているマスク被覆領域とそのマスクによって被覆されていないマスク非被覆領域とを有する半導体材料を用意する用意工程を備える。さらに、マスクとマスク非被覆領域の両方に向けて炭素を含まないガスを供給することによって、マスク非被覆領域から半導体材料内に向けて伸びる有底の溝を形成する溝形成工程を備える。
なお、上記の「マスクとマスク非被覆領域の両方に向けて炭素を含まないガスを供給する」とは、少なくともマスクの開口の付近にガスを供給することを意味している。マスクの表面の全体に向けてガスを供給してもよいし、マスクの開口の付近のみにガスを供給してもよい。
この方法では、マスクに炭素が含まれている。マスクに向けて供給されたガスがマスクを侵食する。この結果、マスクから炭素が供給される。マスクから供給された炭素は、ガスとともに溝内に進入していく。マスクから近い溝上部には、炭素が多く供給される。このために、溝上部の側面には酸化膜が形成されにくくなる。溝上部の側面はエッチングが進行しやすく、溝上部に丸みが形成される。
一方において、溝下部には、マスク非被覆領域に向けて供給されて炭素を含まないガスが多く供給される。マスクからの炭素の一部が、溝下部にも供給されるかもしれない。しかしながら、マスクから遠い溝下部に供給される炭素量は、マスクから近い溝上部に供給される炭素量と比べて少ない。このために、溝上部と比べると溝下部には酸化膜が形成されやすく、溝下部の側面はエッチングが進行しにくい。溝下部の側面がオーバーエッチングされることを防止することができる。
本方法によると、上部に丸みを持つ溝をドライエッチングによって形成することができる。また、炭素を含まないガスを利用してドライエッチングするために、溝の側面の全体がオーバーエッチングされることを防止することができる。本方法によると、意図した幅を持つ溝が形成されている半導体基板を製造することができる。
In the present invention, a semiconductor substrate having a bottomed groove is manufactured. This manufacturing method includes a preparation step of preparing a semiconductor material having a mask covering region covered with a mask containing carbon and a mask non-covering region not covered with the mask. Furthermore, a groove forming step is provided for forming a bottomed groove extending from the non-mask covering region into the semiconductor material by supplying a gas not containing carbon toward both the mask and the non-mask covering region.
The above-mentioned “supplying a gas not containing carbon toward both the mask and the non-mask covering region” means supplying a gas at least near the opening of the mask. The gas may be supplied toward the entire surface of the mask, or the gas may be supplied only in the vicinity of the opening of the mask.
In this method, the mask contains carbon. The gas supplied toward the mask erodes the mask. As a result, carbon is supplied from the mask. The carbon supplied from the mask enters the groove together with the gas. A large amount of carbon is supplied to the upper part of the groove near the mask. For this reason, it is difficult to form an oxide film on the side surface of the upper portion of the groove. Etching is easy to proceed on the side surface of the upper part of the groove, and roundness is formed on the upper part of the groove.
On the other hand, the lower part of the groove is supplied with a large amount of gas that is supplied toward the non-mask covering region and does not contain carbon. Some of the carbon from the mask may also be supplied to the bottom of the trench. However, the amount of carbon supplied to the lower part of the groove far from the mask is smaller than the amount of carbon supplied to the upper part of the groove near the mask. For this reason, compared with the upper part of the groove, an oxide film is easily formed in the lower part of the groove, and the side surface of the lower part of the groove is less likely to be etched. It is possible to prevent the side surface at the bottom of the groove from being over-etched.
According to this method, a groove having a roundness at the top can be formed by dry etching. Moreover, since dry etching is performed using a gas not containing carbon, it is possible to prevent the entire side surface of the groove from being over-etched. According to this method, a semiconductor substrate in which a groove having an intended width is formed can be manufactured.
上記の方法によって製造された半導体基板は、トレンチゲート電極を有する半導体装置に好適に利用することができる。この場合、溝の側面及び底面に絶縁層を形成し、その後にトレンチゲート電極を溝内に形成してもよい。
溝上部が角張っていると、その部分に形成される絶縁層が薄くなる。この場合、トレンチゲート電極に通電した場合に、溝上部(絶縁層の薄い部分)に電界が集中してしまう。これに対し、本方法によって製造された半導体基板は、溝上部に丸みが形成されているために、その部分に形成される絶縁層の厚みを大きくすることができる。このために、トレンチゲート電極に通電した場合に、溝上部に電界が集中しにくくなる。安定的な電気特性を発揮する半導体装置を実現することができる。
なお、本方法によって製造された半導体基板は、溝内に電極以外の電子部品が配置される半導体装置に利用されてもよい。例えば、溝内に電極以外の導電体が配置されている半導体装置に利用されてもよい。
The semiconductor substrate manufactured by the above method can be suitably used for a semiconductor device having a trench gate electrode. In this case, an insulating layer may be formed on the side and bottom surfaces of the groove, and then the trench gate electrode may be formed in the groove.
If the upper portion of the groove is angular, the insulating layer formed in that portion becomes thin. In this case, when the trench gate electrode is energized, the electric field is concentrated on the upper portion of the groove (thin portion of the insulating layer). On the other hand, since the semiconductor substrate manufactured by this method has roundness formed in the upper part of the groove, the thickness of the insulating layer formed in that portion can be increased. For this reason, when the trench gate electrode is energized, the electric field is less likely to concentrate on the upper portion of the trench. A semiconductor device that exhibits stable electrical characteristics can be realized.
In addition, the semiconductor substrate manufactured by this method may be used for a semiconductor device in which electronic components other than electrodes are arranged in the groove. For example, it may be used for a semiconductor device in which a conductor other than an electrode is disposed in the groove.
上記の半導体材料は、シリコンによって構成されていてもよい。一方において、上記の半導体材料は、窒化ガリウム、炭化シリコン、ガリウムヒ素等の他の材料によって構成されてもよい。 The semiconductor material may be made of silicon. On the other hand, the semiconductor material may be composed of other materials such as gallium nitride, silicon carbide, gallium arsenide.
上記のマスクは、単層マスクであってもよいし、多層マスクであってもよい。前者の場合、その単層マスクに炭素が含まれる。後者の場合、少なくとも最上位の層に炭素が含まれていることが好ましい。なお、多層マスクの全部の層に炭素が含まれていてもよいし、多層マスクの最上位の層のみに炭素が含まれていてもよい。
本発明の方法では、単層マスクと多層マスクのいずれを利用してもよいが、多層マスクを利用する方が好ましい。この理由を以下に説明する。単層マスクを利用する場合、単層マスクに向けて供給されるガスが単層マスクを侵食する。単層マスクは、開口の付近において侵食されやすい。このために、溝を形成している過程において、単層マスクの開口の幅が広くなっていく。単層マスクの開口の幅が広くなると、その開口の形状に合わせて形成される溝の幅も広くなる。このために、単層マスクを利用する場合、意図した幅を持つ溝を形成しにくい。これに対し、多層マスクを利用する場合、最上位の層が侵食されて開口の幅が広くなったとしても、それより下の層の開口の形状は維持される。このために、意図した幅を持つ溝を形成することができる。
The mask may be a single layer mask or a multilayer mask. In the former case, the single layer mask contains carbon. In the latter case, it is preferable that at least the uppermost layer contains carbon. Note that all layers of the multilayer mask may contain carbon, or only the uppermost layer of the multilayer mask may contain carbon.
In the method of the present invention, either a single layer mask or a multilayer mask may be used, but it is preferable to use a multilayer mask. The reason for this will be described below. When a single layer mask is used, a gas supplied toward the single layer mask erodes the single layer mask. Single layer masks are susceptible to erosion in the vicinity of the opening. For this reason, the width of the opening of the single-layer mask is increased in the process of forming the groove. When the width of the opening of the single layer mask is increased, the width of the groove formed in accordance with the shape of the opening is also increased. For this reason, when a single layer mask is used, it is difficult to form a groove having an intended width. On the other hand, when the multilayer mask is used, even if the uppermost layer is eroded and the width of the opening is widened, the shape of the opening of the lower layer is maintained. For this reason, a groove having an intended width can be formed.
多層マスクを利用する場合、以下のようにマスクを構成してもよい。即ち、マスクは、第1マスクと第2マスクを有していてもよい。第1マスクは、半導体材料の表面に接しており、かつ、所定のマスクパターンを有していてもよい。また、第2マスクは、第1マスクの表面に接しており、上記の所定のマスクパターンを有しており、かつ、炭素を含んでいてもよい。
この構成では、二層マスクが利用されている。上層である第2マスクには、炭素が含まれている。このために、ガスによって第2マスクが侵食され、第2マスクから炭素が供給されることになる。なお、下層である第1マスクには、炭素が含まれていてもよいし、炭素が含まれていなくてもよい。
この構成によると、ガスによって第2マスクが侵食されても、第1マスクの開口の形状が維持される。このために、意図した幅を持つ溝を形成することができる。
When using a multilayer mask, the mask may be configured as follows. That is, the mask may have a first mask and a second mask. The first mask is in contact with the surface of the semiconductor material and may have a predetermined mask pattern. The second mask is in contact with the surface of the first mask, has the above-described predetermined mask pattern, and may contain carbon.
In this configuration, a two-layer mask is used. The second mask which is the upper layer contains carbon. For this reason, the second mask is eroded by the gas, and carbon is supplied from the second mask. Note that the first mask, which is the lower layer, may contain carbon or may not contain carbon.
According to this configuration, even when the second mask is eroded by the gas, the shape of the opening of the first mask is maintained. For this reason, a groove having an intended width can be formed.
なお、上記の第1マスクは、絶縁体によって構成されていてもよい。絶縁体を利用してマスクを形成すると、所望のマスクパターンを精度よく形成することができる。このために、意図した形状を持つ溝を形成することができる。 The first mask may be made of an insulator. When a mask is formed using an insulator, a desired mask pattern can be formed with high accuracy. For this reason, a groove having an intended shape can be formed.
第1マスクが絶縁体である場合、上記の用意工程は、以下の工程を有していてもよい。即ち、表面に絶縁体領域が接している半導体材料を用意する工程を有していてもよい。さらに、上記の所定のマスクパターンを有する第2マスクによって被覆されている第2マスク被覆領域と第2マスクによって被覆されていない第2マスク非被覆領域とを絶縁体領域の表面に形成する工程を有していてもよい。また、絶縁体領域の第2マスク非被覆領域から半導体材料の表面まで伸びる孔を絶縁体領域に形成することによって、上記の所定のマスクパターンを有する第1マスクを形成する工程を有していてもよい。
このようにすると、異なる材料によって構成される2つの層を同じマスクパターンに形成することができる。
When the first mask is an insulator, the above preparation process may include the following processes. That is, a step of preparing a semiconductor material having an insulator region in contact with the surface may be provided. And forming a second mask covering region covered with the second mask having the predetermined mask pattern and a second mask non-covering region not covered with the second mask on the surface of the insulator region. You may have. And forming a first mask having the predetermined mask pattern by forming a hole extending from the second mask uncovered region of the insulator region to the surface of the semiconductor material in the insulator region. Also good.
In this way, two layers made of different materials can be formed in the same mask pattern.
図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。本実施形態では、トレンチゲート電極が溝内に形成されている半導体基板を製造する。この製造過程を順に説明していく。なお、以下の説明では、各構成要素について、各図に示される上側の面を表面とし、下側の面を裏面とする。
まず、図1に示される半導体材料10を用意する。図1は、半導体材料10の断面図を示す。半導体材料10は、シリコンによって形成されている。
半導体材料10の表面10aに絶縁体領域12が接している。本実施形態の絶縁体領域12は、厚みD2を有する半導体材料10の表面10aに対してCVD(Chemical Vapor Deposition)を実施することによって形成されたものである。絶縁体領域12は、炭素を含んでいない。
なお、絶縁体領域12は、厚みD1を有する半導体材料10を酸化(例えば熱酸化)させることによって形成されてもよい。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, a semiconductor substrate in which a trench gate electrode is formed in a trench is manufactured. This manufacturing process will be described in order. In the following description, for each component, the upper surface shown in each drawing is the front surface, and the lower surface is the back surface.
First, the
The
The
次いで、図2に示されるように、絶縁体領域12の表面12aにレジストマスク14を形成する。本実施形態では、フォトリソグラフィを利用してレジストマスク14を形成する。フォトリソグラフィに利用されるレジスト材料は、炭素を含んでいる。例えば、本実施形態のレジスト材料は、ノボラック樹脂である。レジスト材料に炭素が含まれているために、レジストマスク14も炭素を含んでいる。
レジストマスク14は、開口16を有する。このために、絶縁体領域12の表面12aには、レジストマスク14によって被覆されている領域12bと、レジストマスク14によって被覆されていない領域12cが形成されている。以下では、前者の領域12bのことをレジスト被覆領域と呼び、後者の領域12cのことをレジスト非被覆領域と呼ぶ。
Next, as shown in FIG. 2, a resist
The resist
続いて、絶縁体領域12の表面12aに対してドライエッチングを実施する。本実施形態では、反応性イオンエッチング(Reactive Ion Etching; RIE)を実施する。また、本実施形態のエッチングガスは、炭素を含むものである。例えば、CF4とCHF3とArの比率が、9:1:100の混合ガスを利用する。また、RF周波数は、380KHz〜13.56MHzの範囲内を利用する。ガス圧は、30〜200mTorrを利用する。
図3に示されるように、レジスト被覆領域12bはエッチングされないが、レジスト非被覆領域12cはエッチングが進行する。これにより、レジスト非被覆領域12cから半導体材料10の表面10aまで伸びる孔18が絶縁体領域12に形成される。レジストマスク14の開口16と同じ幅を有する孔18が絶縁体領域12に形成される。即ち、レジストマスク14と同じマスクパターンを有する絶縁体マスク12が形成される。本実施形態では、絶縁体マスク12とレジストマスク14の2つのマスク層を利用して、後述するトレンチエッチングを実施する。即ち、本実施形態では、多層マスクを利用する。なお、以下では、絶縁体マスク12とレジストマスク14を合わせて単にマスク20と呼ぶことがある。
絶縁体マスク12が形成されると、半導体材料10の表面10aの一部10cが露出する。即ち、半導体材料10の表面10aには、マスク20によって被覆されている領域10bと、マスク20によって被覆されていない領域10cが形成されている。以下では、前者の領域10bのことをマスク被覆領域と呼び、後者の領域10cのことをマスク非被覆領域と呼ぶ。
Subsequently, dry etching is performed on the
As shown in FIG. 3, the resist-coated
When the
次いで、半導体材料10の表面10aに対してドライエッチングを実施する。本実施形態では、反応性イオンエッチングを実施する。このエッチングガスは、炭素を含まない。エッチングガスとしては、例えば、SF6、HBr、NF3、SiF4等を利用することができる。また、エッチング条件としては、SF6/O2比が0.5〜1.5であり、RFパワーが500〜1500Wであり、圧力が10〜100mTである。
図4に示されるように、エッチングガスは、レジストマスク14の表面14aと半導体材料10のマスク非被覆領域10cの両方に供給される。マスク被覆領域10bはエッチングされないが、マスク非被覆領域10cはエッチングが進行する。これにより、マスク非被覆領域10cから半導体材料10内に向けて伸びる溝30が形成されていく。レジストマスク14に向けて供給されたガスがレジストマスク14を侵食する。即ち、レジストマスク14は少しずつ削られていく。これにより、レジストマスク14から炭素が供給される。レジストマスク14から供給された炭素は、ガスとともに溝30内に進入する。レジストマスク14から近い溝上部の側面30aには、多くの炭素が供給される。この炭素は、溝上部の側面30aに形成される酸化膜の酸素と反応して一酸化炭素になる。このために、溝上部の側面30aに酸化膜が形成されにくい。溝上部の側面30aは、酸化膜が形成されにくいために、エッチングが進行しやすい。溝上部の側面30aは、ややオーバーエッチングされる。この結果、溝上部の側面30aに丸み(テーパ)が形成される。溝上部の側面30aは、絶縁体マスク12の孔(開口)18よりも外側に位置している。
Next, dry etching is performed on the
As shown in FIG. 4, the etching gas is supplied to both the
ドライエッチングが進むと、溝30が深くなっていく。図5には、所望の深さに形成された溝30が示されている。上述したように、溝上部には多くの炭素が供給されるために、溝上部の側面30aに丸みが形成される。一方において、溝下部には、マスク非被覆領域10cに向けて供給されて炭素を含まないガスが多く供給される。レジストマスク14からの炭素の一部は、溝下部にも供給されるかもしれない。しかしながら、レジストマスク14から遠い溝下部に供給される炭素量は、レジストマスク14から近い溝上部に供給される炭素量と比べて少ない。このために、溝上部と比べると溝下部には酸化膜32が形成されやすく、溝下部の側面30bはエッチングが進行しにくい。溝下部の側面30bがオーバーエッチングされることが防止される。溝30は、深い位置にある側面ほどエッチングが進行しにくい。このために、溝30の側面の全体が、テーパ形状を有する。
As the dry etching progresses, the
なお、溝上部の側面30aに丸みが形成される理由として、別の理由を推察することができる。図5に示されるように、レジストマスク14は、ドライエッチングが進行するにつれて削られていく。特に、レジストマスク14の開口16の付近が削られていく。レジストマスク14の開口16の付近が削られると、レジストマスク14から溝30内に供給される炭素量が少なくなるものと思われる。即ち、ドライエッチングの初期段階ではレジストマスク14から溝30内に供給される炭素量が多く、ドライエッチングが進むにつれてレジストマスク14から溝30に供給される炭素量が少なくなるものと思われる。この場合、ドライエッチングの初期段階では、溝30内に供給される炭素量が多いために、溝上部の側面30aに酸化膜32が形成されにくい。この結果、溝上部の側面30aのエッチングが進行し、溝上部の側面30aに丸みが形成される。これに対し、ドライエッチングの終盤段階では、溝30内に供給される炭素量が少ないために、溝30内に酸化膜32が形成されやすい。この結果、溝下部の側面30bのエッチングが進行しにくくなり、溝下部の側面30bがオーバーエッチングされることが防止される。
In addition, another reason can be guessed as a reason why the roundness is formed on the
レジストマスク14の開口16の付近が削られていくと、レジストマスク14の開口16の幅が変化する。しかしながら、本実施形態では、多層マスクを利用しているために、レジストマスク14の開口16の幅が変化しても絶縁体マスク12の開口18の幅は維持される。絶縁体マスク12の開口18の幅が維持されている状態でエッチングが進行していく。レジストマスク14が削られても絶縁体マスク12の開口18に従った形状を持つ溝30を形成することができる。意図した形状を持つ溝30を形成することができる。
As the vicinity of the
なお、炭素を含まないガスを利用してドライエッチングを行なう場合、溝30の底面30cから上方に伸びる酸化物(いわゆる残渣)36が形成されることがある。本実施形態の場合、炭素を含まないガスを利用してドライエッチングを行なうが、レジストマスク14から溝30内に炭素が供給される。この炭素が酸化物36と反応するために、酸化物36が除去される。本実施例では、溝30の底面30cに酸化物36が形成されにくく、溝30を形成した後に酸化物36を除去する工程を行なう必要がない。
When dry etching is performed using a gas not containing carbon, an oxide (so-called residue) 36 extending upward from the
続いて、レジストマスク14と絶縁体マスク12を除去する。図6は、この除去工程が実施された後の半導体材料10を示す。この除去工程は、様々な公知の手法を利用して実施することができる。例えば、アッシングすることによってレジストマスク14を除去することができる。
Subsequently, the resist
次いで、半導体材料10の表面10aと溝30内を酸化させる。図7は、この酸化工程が実施された後の半導体材料10を示す。この酸化工程を実施することによって、酸化膜34が形成される。酸化膜34は、上記したドライエッチングによって形成される酸化膜32(図6等参照)よりも厚い。
溝上部の側面30aに丸みが形成されていないと、その部分に形成される酸化膜が薄くなってしまう。この場合、最終的に完成した半導体装置に通電すると、薄い酸化膜のところに電界が集中しやすくなる。これに対し、本実施形態では、溝上部の側面30aに丸みが形成されているために、その部分に形成される酸化膜34を十分に厚くすることができる。最終的に製造される半導体装置において、溝上部に電界が集中しにくい。
Next, the
If the
続いて、図8に示されるように、不純物雰囲気の中で溝30内にポリシリコン38を堆積させる。これにより、溝30内に導体のポリシリコン38が形成されることになる。このポリシリコン38は、トレンチゲート電極として機能する。
Subsequently, as shown in FIG. 8,
次に、図9に示されるように、半導体材料10の表面10aに形成されていた酸化膜34と、溝30の外部に堆積されたポリシリコン38を除去する。いわゆるエッチバック工程を実行する。これにより、溝30内にトレンチゲート電極38が形成されている半導体基板50が完成する。
半導体基板50は、例えば、IGBTやMOSトランジスタに利用される。半導体基板50をIGBT等に利用する場合、トレンチゲート電極38の上面に絶縁膜が形成され、その後に半導体材料10の表面10aに主電極(エミッタ電極)が形成される。
Next, as shown in FIG. 9, the
The
上記の実施形態によると、ドライエッチングによって溝上部の側面30aに丸みを形成することができる。溝30が形成された後に、溝上部の側面30aに丸みを形成する工程を実施する必要がない。
また、上記の実施例形態では、炭素を含まないガスを利用するために、溝下部の側面30bがオーバーエッチングされにくい。このために、溝30の側面の全体がオーバーエッチングされることを抑制することができる。意図した幅を持つ溝30を形成することができる。
溝上部の側面30aに丸みが形成されているために、その部分に形成されている酸化膜34が十分に厚い。このために、完成した半導体装置(例えばIGBT)のトレンチゲート電極38に通電した場合に、酸化膜34の一部に電界が集中することを抑制することができる。本実施形態によると、電気特性が安定している半導体装置を製造することができる。
According to the above embodiment, it is possible to form roundness on the
Further, in the above embodiment, since the gas not containing carbon is used, the
Since the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
例えば、上記の実施例では、半導体材料にシリコンを用いているが、それ以外の半導体材料を用いてもよい。例えば、窒化ガリウム、炭化シリコン、ガリウムヒ素等を半導体材料に用いてもよい。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
Specific examples of the present invention have been described above in detail, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
For example, in the above embodiment, silicon is used as the semiconductor material, but other semiconductor materials may be used. For example, gallium nitride, silicon carbide, gallium arsenide, or the like may be used for the semiconductor material.
Further, the technical elements described in the present specification or drawings exhibit technical usefulness alone or in various combinations, and are not limited to the combinations described in the claims at the time of filing. In addition, the technology exemplified in this specification or the drawings can achieve a plurality of purposes at the same time, and has technical utility by achieving one of the purposes.
10:半導体材料
10a:半導体材料の表面
10b:マスク被覆領域
10c:マスク非被覆領域
12:絶縁体マスク
14:レジストマスク
20:マスク
30:溝
30a:溝上部の側面
30b:溝下部の側面
30c:溝の底面
32:酸化膜
10:
Claims (6)
炭素を含むマスクによって被覆されているマスク被覆領域とそのマスクによって被覆されていないマスク非被覆領域とを有する半導体材料を用意する用意工程と、
マスクとマスク非被覆領域の両方に向けて炭素を含まないガスを供給することによって、マスク非被覆領域から半導体材料内に向けて伸びる有底の溝を形成する溝形成工程と
を備える製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor substrate having a bottomed groove,
A preparation step of preparing a semiconductor material having a mask covering region covered by a mask containing carbon and a mask non-covering region not covered by the mask;
A groove forming step of forming a bottomed groove extending from the non-mask covering region into the semiconductor material by supplying a gas not containing carbon toward both the mask and the non-mask covering region.
前記半導体材料の表面に接しており、かつ、所定のマスクパターンを有している第1マスクと、
第1マスクの表面に接しており、前記所定のマスクパターンを有しており、かつ、炭素を含む第2マスクと
を有することを特徴とする請求項1から3のいずれかの製造方法。 The mask is
A first mask in contact with the surface of the semiconductor material and having a predetermined mask pattern;
The manufacturing method according to claim 1, further comprising: a second mask that is in contact with a surface of the first mask, has the predetermined mask pattern, and contains carbon.
表面に絶縁体領域が接している半導体材料を用意する工程と、
前記所定のマスクパターンを有する前記第2マスクによって被覆されている第2マスク被覆領域と前記第2マスクによって被覆されていない第2マスク非被覆領域とを前記絶縁体領域の表面に形成する工程と、
前記絶縁体領域の第2マスク非被覆領域から前記半導体材料の前記表面まで伸びる孔を前記絶縁体領域に形成することによって、前記所定のマスクパターンを有する前記第1マスクを形成する工程と
を有することを特徴とする請求項5の製造方法。 The preparation step includes
Preparing a semiconductor material having an insulator region in contact with the surface;
Forming a second mask covering region covered by the second mask having the predetermined mask pattern and a second mask non-covering region not covered by the second mask on the surface of the insulator region; ,
Forming the first mask having the predetermined mask pattern by forming, in the insulator region, a hole extending from the second mask uncovered region of the insulator region to the surface of the semiconductor material. The manufacturing method of Claim 5 characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006320031A JP2008135534A (en) | 2006-11-28 | 2006-11-28 | Manufacturing method of semiconductor substrate comprising bottomed slot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006320031A JP2008135534A (en) | 2006-11-28 | 2006-11-28 | Manufacturing method of semiconductor substrate comprising bottomed slot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008135534A true JP2008135534A (en) | 2008-06-12 |
Family
ID=39560184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006320031A Pending JP2008135534A (en) | 2006-11-28 | 2006-11-28 | Manufacturing method of semiconductor substrate comprising bottomed slot |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008135534A (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012017958A1 (en) * | 2010-08-03 | 2012-02-09 | 住友電気工業株式会社 | Process for production of semiconductor device |
JP2013069848A (en) * | 2011-09-22 | 2013-04-18 | Spp Technologies Co Ltd | Plasma etching method |
CN103125015A (en) * | 2010-07-12 | 2013-05-29 | Spp科技股份有限公司 | Etching method |
JPWO2013035510A1 (en) * | 2011-09-05 | 2015-03-23 | Sppテクノロジーズ株式会社 | Plasma etching method |
US9000447B2 (en) | 2011-09-26 | 2015-04-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide semiconductor device |
US8999854B2 (en) | 2011-11-21 | 2015-04-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device |
US9012922B2 (en) | 2011-09-14 | 2015-04-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing same |
JP2021082680A (en) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | 富士通株式会社 | Infrared ray detector |
-
2006
- 2006-11-28 JP JP2006320031A patent/JP2008135534A/en active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013239757A (en) * | 2010-07-12 | 2013-11-28 | Spp Technologies Co Ltd | Etching method |
KR101836152B1 (en) * | 2010-07-12 | 2018-03-08 | 에스피피 테크놀로지스 컴퍼니 리미티드 | Etching method |
CN103125015A (en) * | 2010-07-12 | 2013-05-29 | Spp科技股份有限公司 | Etching method |
US9054022B2 (en) | 2010-08-03 | 2015-06-09 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
US8981384B2 (en) | 2010-08-03 | 2015-03-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Semiconductor device and method for manufacturing same |
WO2012017958A1 (en) * | 2010-08-03 | 2012-02-09 | 住友電気工業株式会社 | Process for production of semiconductor device |
JP5741584B2 (en) * | 2010-08-03 | 2015-07-01 | 住友電気工業株式会社 | Manufacturing method of semiconductor device |
JPWO2013035510A1 (en) * | 2011-09-05 | 2015-03-23 | Sppテクノロジーズ株式会社 | Plasma etching method |
US9012922B2 (en) | 2011-09-14 | 2015-04-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide semiconductor device and method for manufacturing same |
JP2013069848A (en) * | 2011-09-22 | 2013-04-18 | Spp Technologies Co Ltd | Plasma etching method |
US9000447B2 (en) | 2011-09-26 | 2015-04-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Silicon carbide semiconductor device |
US8999854B2 (en) | 2011-11-21 | 2015-04-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device |
JP2021082680A (en) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | 富士通株式会社 | Infrared ray detector |
JP7327101B2 (en) | 2019-11-18 | 2023-08-16 | 富士通株式会社 | infrared detector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105190853B (en) | The finFET isolation that etching is formed is recycled by selectivity | |
JP2008135534A (en) | Manufacturing method of semiconductor substrate comprising bottomed slot | |
JP2009076661A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP3165047B2 (en) | Dry etching method for polycide film | |
US8921189B2 (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
JP2007013074A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
US6458648B1 (en) | Method for in-situ removal of side walls in MOM capacitor formation | |
US6227211B1 (en) | Uniformity improvement of high aspect ratio contact by stop layer | |
JP3318801B2 (en) | Dry etching method | |
TWI404140B (en) | Dry etching method | |
KR20050016077A (en) | Precise patterning of high-k films | |
US5968278A (en) | High aspect ratio contact | |
JP3891087B2 (en) | Polysilicon etching method | |
JPH10178014A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
US8071460B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JPH02219227A (en) | Residnal remdual method making use of plasma scattering phenomenon | |
JP4397337B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
US6579792B2 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
US7205243B2 (en) | Process for producing a mask on a substrate | |
JPH11330045A (en) | Method for etching laminated film of oxide film and silicon layer | |
KR20070000719A (en) | Method for forming bit line contact of semiconductor device | |
JP2007234961A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
KR100423064B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
KR100289656B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP2004356178A (en) | Method for etching and method of manufacturing semiconductor device |